*(&arr + 1) - arr如何给出数组arr元素的长度？

Question

#include <iostream>
using namespace std;

int main() { 
   int  arr[5] = {5, 8, 1, 3, 6};
   int len = *(&arr + 1) - arr;
   cout << "The length of the array is: " << len;
   return 0;
} 

对于上面的代码，我不太理解这两段代码在做什么：

*(&arr + 1) 

和

*(&arr)
&arr

有人能解释一下吗？因为当我运行以下两个代码时，我得到了以下相同的输出：

&arr (我认为这指向arr的第一个元素的地址)

然后我不太明白这是做什么的，符号*对&arr (即这里的地址)做了什么，因为当我运行它们时，两个输出是相同的

最后，当这里的代码将一个整数1添加到地址上时，到底会发生什么：&arr + 1

Answer 1

这是一个雷区，但我会试一试：

• &arr返回指向int[5]
• + 1的指针int[5]
• *(&arr + 1)将结果反引用回int(&)[5]

我不知道这是否会导致未定义的行为，但如果不是，下一步将在两个int[5]衰减为int指针之后执行指针算术，返回两个int指针之间的差，即5.

重写以使其更清晰：

int  arr[5] = {5, 8, 1, 3, 6};

int (*begin_ptr)[5] = &arr + 0;     // begin_ptr is a  int(*)[5]
int (*end_ptr)[5]   = &arr + 1;     // end_ptr is a    int(*)[5]

// Note:
//       begin_ptr + 1        ==  end_ptr
//       end_ptr - begin_ptr  ==  1

int (&begin_ref)[5] = *begin_ptr;   // begin_ref is a  int(&)[5]
int (&end_ref)[5]   = *end_ptr;     // end_ref is a    int(&)[5]   UB here?

auto len = end_ref - begin_ref; // the array references decay into int*
std::cout << "The length of the array is: " << len << '\n'; // 5

我将留下一个问题，如果它是UB或未打开，但在引用的存储被分配之前引用一个对象确实看起来有点可疑。

Answer 2

示例：

int  arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; 
int size = *(&arr + 1) - arr; 

在这里，指针算法完成了它的一部分。我们不需要显式地将每个位置转换为字符指针。

指向包含6个元素的数组的&arr ==>指针。有关&arr和arr之间的区别，请参阅此内容

作为指针类型，前面6个整数的(&arr + 1) ==>地址是指向6个整数数组的指针。

*(&arr + 1) ==>地址与(&arr + 1)相同，但指针类型为"int *“。

*(&arr + 1) - arr ==>由于*(&arr + 1)指向arr前面6个整数的地址，所以两个之间的差是6。

Answer 3

考虑到以下事实：

• 当您以整数值X递增/递减指针时，指针的值将以指针所指向的类型的字节数的X倍递增/递减。
• 当您减去2个相同类型的指针时，结果是它们的保留地址之差除以所指向的类型的字节数。
• 当您仅通过数组的名称引用数组时，它会衰减为指向数组的第一个元素的指针。

你的arr变量的类型是int[5]，即一个由5个int组成的数组。&arr返回一个指向arr的int[5]*指针(从技术上讲，它实际上是像int(*)[5]一样编写的，但为了简单起见，这里不用担心这个)。让我们在下面将这个指针称为temp。

然后，+ 1将temp的值递增1个int[5]元素。换句话说，存储在temp中的地址增加了1 * sizeof(int[5])或1 * (sizeof(int) * 5)的字节数。这有效地为你提供了一个指向arr末尾的int[5]*指针(即指向&arr[5])。在该内存地址上没有实际存在的int[5]元素，但是出于指针运算的目的，创建指向它的指针是合法的。

取消引用temp为您提供了对arr末尾的int[5]的引用。当传递给operator-时，该引用会衰减为int*指针。

在- arr中，对arr的引用在传递给int*时会衰减为指向arr[0]的operator-指针。

因此，给定以下代码：

int len = *(&arr + 1) - arr;

它实际上与以下内容相同：

int len = &arr[5] - &arr[0];

它实际上与以下内容相同：

int len = (<address of arr[5]> - <address of arr[0]>) / sizeof(int);

因此，结果是5。